Környezetvédelem | Tanulmányok, esszék » Kardos Péter - A földalatti szén-dioxid tárolás lehetséges szerepe az éghajlatváltozás hazai mérséklésében

11 TANULMÁNY A földalatti szén-dioxid-tárolás lehetséges szerepe az éghajlatváltozás hazai mérséklésében Készítette: Kardos Péter Budapest, 2011. november TARTALOMJEGYZÉK 0. Bevezetés a szén-dioxid föld alatti tárolásába 3 1. Vezetői összefoglaló4 2. A szén-dioxid-leválasztás és -tárolás technológiája és szerepe 6 2.1 A technológia bemutatása6 2.11 A szén-dioxid leválasztása 6 2.12 A szén-dioxid szállítása7 2.13 A szén-dioxid elhelyezése tárolókban8 2.14 A szén-dioxid tárolóban tartása, monitorozása9 2.2 A CCS szerepe a kibocsátás-csökkentési eszköztárban 10 2.21 Érvek és ellenérvek a CCS-sel kapcsolatban 10 2.22 A kibocsátás-csökkentési portfolió elemeinek összehasonlítása13 2.23 CCS a nemzetközi porondon15 2.24 A CCS szerepe az EU-ban 15 3. A CCS jövője Magyarországon17 3.1 A szén-dioxid-leválasztás és -tárolás lehetséges szerepe a hazai csökkentési portfolióban .17 3.2 Lehetséges

forgatókönyvek 19 3.21 CCS-Max forgatókönyv 20 3.22 CCS-híd forgatókönyv22 3.23 CCS nélküli forgatókönyv 24 3.3 Összefoglalás 25 4. Felhasznált irodalom 26 Ábrajegyzék. 26 Táblázatjegyzék. 27 2 0. BEVEZETÉS A SZÉN-DIOXID FÖLD ALATTI TÁROLÁSÁBA Energiaklub által az elmúlt két évtized alatt összegyűjtött, a magyar energetikával kapcsolatos tudásanyag is hozzájárult. Az emberi tevékenység hatására az ipari forradalom óta jelentősen megváltozott bolygónk légkörének összetétele. Ez egy sor olyan, korábban nem sejtett folyamatot indított el a Föld éghajlati rendszerében, amely sosem látott hatással van az emberi civilizációra. Az utóbbi fél évtizedben a probléma már a politikai döntéshozatal legkülönbözőbb szintjein is megjelent: manapság egy magára valamit is adó stratégia vagy hosszú távú koncepció már tartalmazza az éghajlatváltozásról rendelkezésre álló ismereteket. Különösen igaz ez azokra a

területekre, amelyek kifejezetten az éghajlatváltozást kiváltó okokkal függenek össze (ilyen az energetika is). Egy-egy ilyen stratégiai dokumentum végigveszi a lehetséges eszközöket, vizsgálja azok kihasználhatóságát, alkalmazhatóságát. Jelen tanulmányunk egy ilyen lehetséges eszköz, a CCS-technológia (Carbon Capture and Storage, szén-dioxid-leválasztás és tárolás) szerepét vizsgálja Magyarország vonatkozásában. Mindezek szintéziseként jött létre jelen tanulmány, amely hazánkban elsőként tesz kísérletet arra, hogy a CCS mint kibocsátáscsökkentési eszközt olyan megvilágításban tegye le a stratégiaalkotók asztalára, hogy a mérlegeléshez számítások és projekciók is rendelkezésre állnak. Tanulmányunk a négy svéd civil szervezet összefogásával létrejött svéd AirClim támogatásával jött létre. Ez a szervezet a levegőminőségi és éghajlatváltozással kapcsolatos kérdések iránti társadalmi figyelem és

fogékonyság fenntartását tűzték ki célul Svédországban és EU-szerte egyaránt. Reményeink szerint mindazok is haszonnal olvassák majd munkánkat, akik akár az energetika, akár az éghajlatváltozás által érintett más területen készítenek hosszú távú stratégiai dokumentumokat, vagy éppen az ehhez kapcsolódó hosszú távú döntéseket készülnek a közeli jövőben meghozni. Célunk egy olyan átfogó, objektív helyzetértékelés készítése, ami felméri, hogy milyen helyzetben van a CCS jelenleg, milyen lehetőségek és esetleges potenciálok állnak rendelkezésre. Arra a kulcskérdésre keressük a választ, hogy a kibocsátás-csökkentési portfólióban milyen szerepet tölthet be ez az eszköz. Vizsgálódásunk középpontjában Magyarország áll, de természetesen – a témakör jellegéből adódóan – nem tekinthetünk el a nemzetközi helyzet és trendek bemutatásától, hiszen ezek alapvető hatással vannak a CCS hazai helyzetére. A

CCS nemzetközi és hazai szakirodalma bőven szolgáltat információkat a technológia minden eleméről. A tanulmány megírásához szükséges információk összegyűjtésének első lépését a magyarországi Brit Nagykövetségen 2010 nyarán megrendezett CCS-kerekasztal jelentette. A munkánk előkészítése során pedig több tucat tanulmányt, a témával kapcsolatos publikációt gyűjtöttünk össze. A munkához ezen felül az 3 mutatókat, hogy az energiatermelés során a széndioxid leválasztása számottevő hatásfokromlást okoz, ami az erőműveket a szénfelhasználás növelésére kényszeríti. A technológia jelenlegi piacképtelensége miatt ezért ezek a projektek jelentős állami támogatások nélkül még egy jó ideig nem lesznek életképesek. 1. VEZETŐI ÖSSZEFOGLALÓ Már hosszú évek óta parázsvita övezi azt, hogy a CCS rövidítéssel illetett technológiának milyen szerepe lehet az éghajlatváltozás mérséklésében. Számos

tanulmány készült a hazai lehetőségekről, de olyan átfogó vizsgálat, amely az éghajlatváltozás mérsékléséért tett hazai erőfeszítések szemszögéből, azokhoz fűződő viszonyában elemzi a technológiacsoportot, eddig nem készült. Az időzítés kapcsán azzal is szembesülnünk kell, hogy mire az évtized második felében a döntésekhez szükséges érdemi információ a rendelkezésünkre áll majd, akkor már túl késő lesz. Hiszen már 2015 előtt túl kellene lennünk azon a kibocsátási csúcson, amely az IPCC (Éghajlatváltozási Kormányközi Testület) jelentése alapján az éghajlatváltozás elleni küzdelem sikerességéhez szükséges. A CCS-ről könnyen belátható, hogy nem lehet része egy fenntartható energiarendszernek. Egyrészt azért, mert kimerülő forrásokra – szénre, lignitre, földgázra és kőolajra – épít, másrészt azért, mert a szén-dioxiddal telt tárolókkal súlyos problémát hagyunk a következő

generációkra. A magyarországi képet vizsgálva azt látjuk, hogy a feltáratlan tárolási potenciál egészen számottevő is lehet, de ennek kiaknázhatóságával kapcsolatban egyelőre nincsen megbízható információ, s így jelenleg még a pontos tárolási kapacitás nagyságrendje sem ismeretes. A CCS lehetséges szerepének megítélését nagymértékben nehezíti, hogy igen kevés a rendelkezésre álló gyakorlati és gazdasági tapasztalat. Ez a technológia a jelenlegi szintjén még nagyon kezdetleges, ráadásul teljes értékű, már működő projekt is mindössze tíz található világszerte. Az európai mintaprojektek megvalósítása jelentős mértékben késik, a becslések szerint legkorábban csak 2014-15 között indulhatnak el. Ebből az is következik, hogy csupán évtizedünk második felétől lesznek operatív körülményekből származó mérési adataink és gyakorlati ismereteink a hatásfokról, szénfelhasználásról, a környezeti

hatásokról és nem utolsósorban a fajlagos költségek pontos értékéről. Csupán ezt követően végezhetjük el a technológiával kapcsolatos részletes műszaki és gazdasági számításokat. Hazai szakértők a CCS fajlagos költségét tonnánként 50-100 €-ra becsülik. Tegyük fel, hogy ez a minimumértéken számolt 50 €/t további fajlagos költség beépülne a jelenlegi fosszilis erőművek önköltségébe – ekkor a földgáz esetében 50% körüli, a kőszén vagy lignit esetén pedig 100-130%-os költségnövekedéssel kellene számolni. A CCS hazai elterjedését alapvetően két tényező befolyásolja: egyrészt a technológia piaci környezetben mért fajlagos költsége, másrészt az egyéb szén-dioxid elhárítási opciók (pl. megújuló energiaforrások) fajlagos költségének változása. Ennek feltérképezésére három lehetséges forgatókönyvet vizsgáltunk. Amíg ezek az adatok megszületnek, addig csak becslésekre hagyatkozhatunk. Ha a

fajlagos költségekre vonatkozó becsléseket nézzük, akkor nagyon nagy eltéréseket láthatunk – az alkalmazott technológiától, illetve a földrajzi és geológiai adottságoktól függően. Az így kapott értékek pedig nagyon széles tartományban szóródnak: a legátfogóbb elemzések 24-90 € közötti tonnánkénti költséggel számolnak, ami az energiatermelést általában 50-100%-kal drágítja meg. Alapvetően az rontja a megtérülési A CCS-Max forgatókönyv szerint 2025-től terjedhet el hazánkban a CCS. Ez a technológia hozzávetőlegesen 20-50 évig lehet majd használatban: szerepe tehát – az idealizált, 30 €/t fajlagos költség ellenére is – csak átmeneti lesz. A CCS-híd forgatókönyben eleve átmeneti megoldásként tekintünk erre a módszerre, amely érdemben csak 2030 után nyer teret. A gázturbinás erőművek esetében jelentős állami 4 dotáció nélkül az 50 €/t fajlagos költség 5-20 évnyi időtartamra

valószínűsíti a piaci előnyt. ezért inkább azokba a már vizsgázott és bizonyított eszközökbe – mint például az energiahatékonyság növelése és a megújuló energiaforrások elterjesztése – kell fektetni, amelyek hozzájárulnak a fenntartható energiatermelés és -felhasználás megvalósításához is. A CCS nélküli forgatókönyv bemutatja, hogy amennyiben a következő évtizedekben eltekintünk a CCS nagy volumenű használatától, akkor sem lesznek nagyobbak az össztársadalmi költségek, tekintettel arra, hogy a megújuló energiaforrásokban rejlő potenciál és az energia hatékonyabb felhasználása olcsóbb és több lábon álló lehetőségeket biztosít. A bizonytalan tényezők mellett is világosan látható tehát, hogy a magas fajlagos költségek miatt a CCS komolyabb szerepet is csak jelentős állami beavatkozással kaphat. Egy ilyen beavatkozás azonban stratégiai döntést igényel, amely esetében az a legfontosabb

mérlegelendő kérdés, hogy a CCS-sel kapcsolatos támogató hozzáállás nem okoz-e hosszú távon ún. bezárási problémát, azaz a CCS-sel kapcsolatos – esetlegesen eltúlzott – bizakodás, vagy a megkezdődő CCS-beruházások miatt lelassuló dekarbonizáció nem eredményezi-e azt, hogy később sokkal nagyobb erőfeszítésekre lesz szükség a kibocsátások csökkentése terén, mint amilyenre a CCS nélkül lett volna. A CCS hazai elterjedését vizsgáló három forgatókönyv elemzése tehát azt mutatja, hogy 2025-30 előtt semmiképpen nem várható a jelentős állami szubvenció nélküli projektek megjelenése Magyarországon. A később megvalósuló tervek pedig rövid idő alatt elveszítik majd – az esetlegesen meglévő – versenyképességüket a megújuló energiaforrások kínálta lehetőségekkel szemben (ld. 1 ábra) Az Energiaklub úgy látja, hogy a CCS hazai szerepe a következő évtizedekben csak marginális maradhat. A ráfordítani

kívánt erőforrásokat A fajlagos költségek becsült forgatókönyvei az egyes energatermelési módok esetében 40 35 Ft/kWh 30 25 20 15 10 5 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Németországi megújuló energiamix várható fajlagos költségei Széntüzelés CCS-sel (30 EUR/t) Széntüzelés CCS-sel (50 EUR/t) Gázturbina CCS-sel (30 EUR) Gázturbina CCS-sel (50 EUR) 1. ábra A németországi megújuló mix fajlagos költségei ([7] alapján), valamint a hazai széntüzelésű és gáztüzelésű erőművek várható fajlagos termelési költségeinek becsült alakulása 30, illetve 50 €/t CCS költség esetén ([7] hazai adaptációjával, saját adatokkal kiegészítve). A hazai megújuló energiamix esetében valamelyest nagyobb értékekkel kell számolni, mert a német mixben a nyíltvízi szélturbinák is szerepelnek. 5 2. A SZÉN-DIOXID-LEVÁLASZTÁS ÉS -TÁROLÁS TECHNOLÓGIÁJA ÉS SZEREPE felszabaduló szén-dioxid 10%-át

leválasztani, mint a 90%-át, ezért minél nagyobb tisztaságot szeretnénk elérni, annál több energiára és végső soron annál drágább megoldásra lesz szükség. Az angol CCS rövidítés egy olyan technológiacsoportot jelent, amely a szén-dioxid leválasztásának és tárolásának folyamatát fedi le. Ennek végső célja az, hogy a legkülönbözőbb ipari – természetesen legfőképpen energiatermeléssel összefüggő –folyamatokból származó széndioxidot elkülönítse a szabadba kiáramló füstgázokból, és azt a légkörtől elkülönítve tartósan eltárolja. Ezzel végső soron a légkör szén-dioxiddal való terhelését csökkenthetjük, így a CCS az éghajlatváltozás elleni küzdelem egyik lehetséges eszköze. A szén-dioxid elkülönítésére három különböző technológiai megközelítés létezik. Égetés utáni leválasztás Ebben a megközelítésben a fő kémiai folyamatot követően a távozó gázokból kémiai vagy fizikai

úton különítik el a szén-dioxidot. Jelentős előnye, hogy ez a módszer nagy kapacitású, akár még jelenleg is üzemelő erőműveknél is használható. Ezzel a megközelítéssel ugyanis az erőmű alapvető technológiai ciklusába nem kell komolyan beavatkozni. 2.1 A technológia bemutatása A CCS-technológia folyamatát a szakirodalom általában három részre bontja: a szén-dioxid leválasztására, szállítására és tárolókban történő elhelyezésére. Azonban ha jobban belegondolunk, logikusabb – és a célkitűzésből adódóan helyesebb –, ha az utolsó szakasz kettéosztásával három helyett négy szakaszra bontjuk a technológiát. A technológia negyedik állomásaként ebben a megközelítésben a betárolást követő és attól jól elkülöníthető tevékenységgel számolunk: a szén-dioxid tárolóban tartásának biztosításával, azaz a tároló monitorozásával. Lényeges hátránya ugyanakkor, hogy jelentősen megnöveli az

üzemanyag- (azaz az energia- ) felhasználást, az így termelt villamos energia költségeit és végső soron az árát is. Emellett az is komoly fejtörést okozhat az ilyen technológiába beruházni vágyóknak, hogy egy öregebb erőmű esetében a rövidebb hátralévő élettartam miatt rentábilis lesz-e a projekt. Az erőművel együtt ugyanis a CCS-hez kapcsolódó műszaki berendezések is leállnak, ha megtérültek addigra, ha nem. Habár az égetés utáni leválasztás már létezik demonstrációs projektek keretében, nagyerőművekben még nem vizsgázott tisztán piaci körülmények között. Ennek megfelelően a gyakorlati gazdasági tapasztalatok csak korlátozottan áll rendelkezésre. A következőkben végigmegyünk a technológiai láncon, röviden áttekintjük a legfontosabb jellemzőiket. 2.11 A szén-dioxid leválasztása A technológiai láncolat első lépésében az égéstermékből valamilyen módon elkülönítjük a tárolásra szánt

szén-dioxidot. A fő szempont az, hogy lehetőleg minél több szén-dioxidot ejtsünk csapdába, hiszen éppen az a célunk, hogy az ipari folyamat szén-dioxid terhelését minimalizáljuk. Égetés előtti leválasztás Az égetés előtti leválasztás alapelve, hogy az égetés előtt magát az üzemanyagot alakítják át kémiai úton. Általában elgázosítják, azaz több lépcsőben végül hidrogénné alakítják, ami a fő folyamatban átveszi a tüzelőanyag szerepét. Az elgázosítás közben viszonylag nagy tisztaságú szén-dioxid keletkezik. A hidrogén elégetése a már hagyományos gázturbina-technológiákkal is megoldható (az energiafelszabadulás nagy része ekkor történik). Az elkülönítés hatásfoka nagyban függ az alkalmazott technológiától: az esetek legnagyobb részében a keletkező szén-dioxid 85-95%-át lehet elkülöníteni, azaz az eredeti kibocsátás mindössze 5-15%-a kerül ki a környezetbe. Nyilvánvaló, hogy lényegesen

egyszerűbb a 6 A szükséges energia és a többletköltség nagyságrendje elsősorban a tüzelőanyagtól és a technológiától függ, valamint attól, hogy a széndioxidot milyen arányban szeretnék leválasztani, illetve a szabadba engedni. Mindennek a CCS-sel kapcsolatos mozgástér szempontjából – amire később részletesen is kitérünk – lesz nagy jelentősége. A módszer előnye, hogy az energiaveszteség az eljárás során minimális, ezért sokan a legkecsegtetőbb technológiának tartják. Hátránya azonban, hogy a hagyományos technológiájú szén- és olajtüzelésű erőműveket alaposan át kell építeni hozzá, ami jelentősen megdrágítja a beruházást. Emellett a leválasztás során visszamaradt, potenciálisan veszélyes hulladéknak minősülő erőművi salakanyag mennyisége is a többszörösére emelkedik. A CCS leválasztási technológiák előnyök hátrányok Oxigénes égetés Ebben a technológiai megközelítésben a fő

energiafelszabadítást tiszta oxigénes atmoszférában végzik, így az égéstermék sokkal nagyobb arányban tartalmaz szén-dioxidot. Égetés utáni leválasztás A technológia előnye, hogy nem igényli az erőművek jelentős átalakítását, továbbá ezzel az eljárással lehet a legnagyobb energetikai hatásfokot elérni, és ezáltal a költségek tekintetében is a legkedvezőbb megoldás lehet. Égetés előtti leválasztás Oxigénes égetés Jelentős hátránya, hogy a tiszta oxigén alkalmazása igen költséges megoldás annak ellenére is, hogy ipari folyamatokban széles körben alkalmazzák. További komoly hátrányt jelent, hogy erről a technológiáról van a legkevesebb érdemi gyakorlati tapasztalat és értékelés. Ez annak tudható be, hogy az ezt a technológiát alkalmazó demonstrációs projektek éppen csak indulófélben vannak. - jelenlegi erőműveknél is használható - csővégi megoldás - jelentős energiaigény - a beruházás

életciklusa eltér az erőművétől - az energiaveszteség minimális - viszonylag tiszta szén-dioxid nyerhető ki - inkompatibilis a régi erőművi technológiával - nagy tisztaságú szén-dioxid keletkezik, a meglévő erőművekkel is kivitelezhető - költséges az oxigénlégkör 1. táblázat Az egyes leválasztási technológiák legfontosabb előnyei és hátrányai A leválasztással kapcsolatos technológiákhoz kitűzött cél az, hogy a többletköltséget 20 €/t alá szorítsák. Ennek hátterében az áll, hogy miután a leválasztás adja a CCS költségének döntő hányadát (ld 1. táblázat), elsősorban annak mértéke van hatással a technológia versenyképességére és elterjedésének az ütemére. Mindhárom eljárás növeli a hagyományos erőművi technológia energiafelhasználását, mivel a széndioxid elkülönítése energiaigényes folyamat. Ezért a döntések során figyelembe kell venni a választandó technológia

energiamérlegét, azaz, hogy ez az energiaszükséglet mekkora az előállított energiához viszonyítva. A fellelhető adatok szerint a szükséges energiatöbblet a 1 termelt energia 10-40%-át teszi ki . Ez a többletenergia-igény értelemszerűen jelentős 2 többletköltséget is jelent (27-57 €/t). 2.12 A szén-dioxid szállítása A technológia második, a szén-dioxid elkülönítését követő szakasza a szállítás. A célja, hogy a széndioxid-forrástól eljutassuk a tárolandó gázt arra a helyre, ahol végül a tárolóhelyre lesajtolják. A szállításhoz kapcsolódnak azok a technológiai lépések is, amelyek a szén-dioxidot a továbbításra alkalmassá teszik. Ezek lehetnek fizikai (nyomásnövelés, vízgőzmentesítés) vagy kémiai 1 IPCC – Carbon Dioxide Capture and Storage: Technical Summary (2005), Summary for Policymakers (4. oldal 4 pont) 2 A CO2-befogással és –elhelyezéssel kapcsolatos jelenlegi nemzetközi és hazai helyzet –

tanulmány (ELGI, KVVM, 2007), 12. oldal adatai átszámítva 7 A CCS elemeinek fajlagos költségei 60 Költségek (EUR/tonna) 50 40 legalacsonyabb 30 legmagasabb 20 10 0 leválasztás szállítás lesajtolás tározás/monitoring 2. ábra A CCS egyes elemeinek fajlagos költségei, a szakirodalomban fellelhető legmagasabb és legalacsonyabb értékei. Az utolsó technológiai fázisról (tárolás/monitoring) csak elvétve található adat (forrás: saját gyűjtés) már a projektek előkészítése és azok tér- és időbeli összehangolása is nagy körültekintést igényel, mert így jelentős költségmegtakarítást lehet elérni. átalakítás (vegyület formájában történő továbbításhoz), Mindezeknek természetesen energiaigényük van. Miután az ehhez szükséges energiát az erőmű biztosítja, ezért ez összességében további hatásfokromlásként jelentkezik, amelynek a nagysága akár a 3,5%-ot is 3 elérheti . Az eddigi ismeretek szerint

a szállítási költség a szállítási módszer és a távolság függvényében 110 €/t közé tehető. Ez körülbelül egytizede a teljes CCS-technológia fajlagos üzemeltetési költségének. A szállításra két megoldás kínálkozik: a csővezetékes, illetve a történő járművel (közúti, vasúti vagy vízi) szállítás. Egy erőmű tervezése során, ha ezt összehasonlítjuk a tüzelőanyag biztosítása vagy az elektromos hálózati összeköttetés kapcsán felmerülő infrastruktúra költségével, akkor a szén-dioxid szállítás költsége csak másodlagos szerepet játszik a projekt földrajzi elhelyezkedésével kapcsolatos mérlegeléskor. A nagy volumenű CCS-projektek esetében elsősorban a csővezetékes szállítási megoldás merül fel, míg vannak olyan projekttervek, ahol a tankeres továbbítással kalkulálnak. A csővezetékes szállítás mellett gazdasági, energiahatékonysági és ökológiai érvek állnak. A szállítás kapcsán a

szén-dioxid-forrás és -tároló létesítmény távolsága, illetve a felmerülő széndioxid-szállítási volumen a legfontosabb vizsgálandó elem. Tekintettel arra, hogy a csővezetékes szállítási infrastruktúra kiépítése a legköltségesebb a szállítási módok közül, ezért 2.13 A szén-dioxid elhelyezése tárolókban A szállítást követő lépés az elhelyezés. Erre több megoldás létezik, amelyek két nagy csoportra oszthatók: óceáni vízben, illetve szárazföldi tárolókban történő elhelyezés. Az óceáni tárolással kapcsolatban rendkívül sok kétely és probléma vetődött fel, ezért manapság a figyelem inkább a szárazföldi elhelyezésre terelődött. 3 Wuppertal Institute, DLR, ZSW, PIK – Ecological, Economic and Structural Comparison of Renewable Energy Technologies with Carbon Capture and Storage (RECCS), 2008 A szárazföldi tárolás lényege, hogy egy kellő szigeteltséggel rendelkező geológiai formációt kijelölnek

tárolási feladatra, amelynek feltöltéséhez kifejezetten erre a célra létesítendő 8 CCS-sel oldjuk meg. infrastruktúrát használnak. A tárolandó széndioxidot nagy nyomáson lesajtolják a tárolóba, amely ott gáz, vagy nagyobb nyomás esetében folyékony halmazállapotban felhalmozódik. Az elhelyezés költségei nagyobb részben a tároló alkalmassá tételének költségeiből, valamint kisebb részben a szén-dioxid betöltésének (lesajtolás) költségéből állnak össze. A költség függ a tároló típusától, nagyságától, állapotától, a lesajtolás technológiájától. A fajlagos értékre 0,56,5 €/t közötti értékeket lehet a szakirodalomban 5 fellelni. A tároló működése szempontjából a legfontosabb kritérium, hogy képes legyen a szén-dioxidot tartósan a környezettől elszigetelten tárolni. Ennek megítélése talán a legnehezebb feladat, mert egy kezdetben megfelelőnek tűnő tároló feltöltés közben, de a

lezárást követően is bármikor szivárogni kezdhet. A csekély tapasztalat miatt meglehetősen keveset tudunk arról, hogy a szén-dioxid hogyan viselkedik a különböző típusú tárolókban. 2.14 A szén-dioxid tárolóban tartása, monitorozása Az éghajlatváltozás szemszögéből kulcsfontosságú a CCS technológiai láncának utolsó mozzanata, és időbeli lefutását vizsgálva egyben a leghosszabb is: a szén-dioxidot a tárolóban, a légkörtől teljes mértékben elszigetelten kell tartani. Ehhez számos tevékenységre van szükség. A tárolással kapcsolatban felmerül továbbá a kapacitás kérdése is. Vajon milyen potenciált rejtenek a fenti kritériumnak megfelelő lehetséges tárolók szerte a világban? Ennek felmérése, hogy ez milyen nagyságrendet képvisel, nem könnyű feladat – már csak azért sem, mert az egyes tárolótípusok között alapvető minőségi különbségek is vannak, ami hatással van a kihasználhatóságukra is. Arról

megoszlanak a vélemények, hogy a széndioxidot mennyi időre kell a tárolóban tartani, de általában 10.000-100000 éves skálán szóródnak a szakértői vélemények. Ez természetesen függ attól, hogy milyen geológiai formációban helyezik el a szén-dioxidot. Vannak olyan geológiai adottságokkal rendelkező tárolók, amelyekben beoldódás vagy kémiai megkötés révén néhány ezer év alatt megszűnik a levegőkörnyezettel való érintkezés veszélye. Ugyanakkor vannak olyan tárolók is, amelyek az inert körülmények miatt csak százezer éves időskálán mérhető potenciális kockázati szintet képesek biztosítani. A szakirodalomban fellelhető adatok szerint annyi biztonsággal kijelenthető, hogy a világ tárolóinak potenciális kapacitása figyelemreméltó nagyságrendű, így alkalmas eszköz lehet a légköri szén-dioxid koncentrációjának számottevő visszafogására. Ugyanakkor az is nagy biztonsággal kijelenthető, hogy ez a kapacitás

önmagában biztosan nem lesz elegendő arra, hogy az éghajlatváltozás problémakörét kizárólag a 6,85% 0,20% A monitorozási tevékenységek során a kutak nyomását, a geológiai formációban uralkodó nyomást ellenőrzik, továbbá monitorozzák a szeizmológiai adatokat is. Ez utóbbi az, amely egyes elemzések szerint a legnagyobb mértékben 6 növeli a monitorozási költségeket. Ehhez még leválasztás szállítás 10,76% 4 lesajtolás tározás/monitoring 4 Wuppertal Institute, DLR, ZSW, PIK – Ecological, Economic and Structural Comparison of Renewable Energy Technologies with Carbon Capture and Storage (RECCS), 2008. 4 oldal Methods and Capacity, 1 pont 5 [6] IPCC – Carbon Dioxide Capture and Storage: Technical Summary (2005). 11 oldal SPM5 táblázat 82,19% 6 Monitoring Protocols and Life-Cycle Costs for Geologic Storage of Carbon Dioxide, 2004, Sally M. Benson Lawrence Berkeley National Laboratory Berkeley, CA 94720, 3. oldal 3. ábra Az egyes

technológiai szakaszok fajlagos költségeinek egymáshoz viszonyított aránya (forrás: Energiaklub saját gyűjtés) 9 összefoglaló előző fejezetekben már utaltunk rá, a szén-dioxid tárolására alkalmas potenciál világviszonylatban ugyan jelentős nagyságrendű, de kapacitása folytán biztosan nem képes önmagában megoldani az éghajlatváltozás elleni sikeres küzdelemhez szükséges szén-dioxidmennyiség eltüntetését. hozzájárulhatnak a felszínen elhelyezett széndioxid-monitorozó hálózat költségei, valamint a monitorozást végző szakértők munkadíja is. A becslések szerint ennek a fázisnak a költsége 515 eurocent között szóródik tonnánként. Ebben azonban csak a mező lezárását követő 20-50 éves monitorozási időszakot veszik figyelembe. A dolog természetéből adódóan ugyanakkor a tároló lezárását követően bármikor kiderülhet, hogy további monitorozásra is szükség van. A következőkben az ezzel kapcsolatos

szempontokat tekintjük át: a leggyakoribb érveket és ellenérveket vesszük végig, összehasonlítjuk a kibocsátás-csökkentési eszköztár többi elemével, majd nemzetközi, európai és hazai kontextusban is felállítunk egy rövid analízist. 2.2 A CCS szerepe a kibocsátáscsökkentési eszköztárban Egy stratégia tervezésénél általában számba vesszük azokat a lehetőségeket, eszközöket, amelyek a cél eléréséhez felhasználhatók. Ha több ilyen is van – mint például az éghajlatváltozás elleni küzdelem esetében –, akkor ezeket optimális összetételben használjuk fel, hogy a ráfordításokat minimalizálhassuk. 2.21 Érvek és ellenérvek a CCS-sel kapcsolatban A CCS ötlete lényegében egyidős az éghajlatváltozás elleni küzdelemmel, hiszen amióta számba veszik a lehetséges eszközöket, azóta megtalálható a listán, a csővégi megoldások között. A CCS egy ilyen eszköz a kibocsátás-csökkentési eszköztárunkban,

amelynek felhasználhatóságát nyilván az dönti el, hogy más eszközzel összehasonlítva mennyire bizonyul erőforráshatékonynak. Például, ahogy a technológiát Érvek a CCS mellett Érvek a CSS-sel szemben a 2050-es kibocsátási cél (80%) nem teljesíthető a CCS nélkül Nem fenntartható energiarendszer része Dekarbonizációs híd könnyebbé teszi az átmenetet Túl költséges, túl kockázatos A technológia elemei bevetésre készen állnak, gyorsan bevethető Abszolút és relatív időhátrányban van A szakirodalom áttekintéséből érezhető, hogy a technológia megítélése meglehetősen széles spektrumon mozog. Vannak, akik teljes meggyőződéssel és mellszélességgel támogatják, míg vannak, akik ugyanilyen elszántan ellenzik a megjelenését. A legelfogadottabb álláspont valahol ezek geometriai középpontjában áll: a konszenzuálisnak is tekinthető megközelítés mára az lett, hogy a CCS-nek leginkább egy átmeneti időszakban

lesz szerepe a kibocsátáscsökkentési eszköztárban, és egyfajta hídként, ideiglenes technológiaként járulna hozzá a szénmentes energiagazdálkodás eléréséhez. Érvek a CCS mellett „A CCS nélkül nem teljesíthetők a kibocsátási célok.” Az érv azon alapul, hogy az IPCC (Éghajlatváltozási Kormányközi Testület) 2050-re – a fejlett országok számára – javasolt legalább 80%-os csökkentési célja nem lesz teljesíthető a CCS használata nélkül. Ez a csökkentés olyan nagyságrendű, amely alapjaiban rendezi majd át mindennapi életünket, miközben minden lehetséges csökkentési eszközt meg kell ragadni, hogy teljesíthető legyen a célkitűzés. 2. táblázat A CCS technológiával kapcsolatban leggyakrabban felmerülő érvek és ellenérvek csoportjai globális, gazdasági-technológiai és stratégiai megközelítés szerint. Részletes magyarázat a szövegben 10 megbirkóznunk, de rájuk kisebb-nagyobb mértékben mindenképpen

terheket fog róni. „Dekarbonizációs híd.” Az érvelés szerint a CCS hozzájárul ahhoz, hogy az ún. dekarbonizációs folyamat (vagyis a szénalapú gazdaság széntelenítése) során a gazdaságra és azon keresztül a társadalomra nehezedő nyomás kisebb legyen. Az átmeneti időszakban tompítja a hagyományos energiatermelés átalakításából származó kellemetlen társadalmi hatásokat, így a munkanélküliséget és az ebből eredő politikai feszültségeket is enyhíti. Ehhez az érvhez kapcsolhatók mindazok a kifogások és problémák is, amely valamilyen környezeti kockázatot vagy hatást emelnek ki a CCS-sel kapcsolatban. „A CCS késésben van.” Az egyik leggyakrabban hangoztatott ellenérv, hogy a CCS abszolút és relatív értelemben is késésben van. A világ teljes kibocsátásának a 2010-es évek első felében kellene tetőznie ahhoz, hogy a katasztrofális éghajlatváltozás elkerülésére érdemi esély maradjon. A kívánatos

kibocsátási csúcs tehát megelőzi a technológia érdemi elterjedését, amely így „lekési” a kibocsátáscsökkentés kezdetét. Ugyanakkor más eszközökhöz képest is késésben van, mert a világszerte működő tíz demonstrációs CCSprojekt mindössze néhány megatonnát képvisel, ez áll szemben a többi eszköz gigatonnákban mérhető, már most jelentkező szén-dioxid megtakarításával (ld. 223-as fejezet: CCS a nemzetközi porondon. Ebben a szemléletben tehát kettős szerepe van a CCS-nek: miközben egy jelentős kibocsátáscsökkentési potenciált képvisel, azaz lehetőséget kínál arra, hogy a kibocsátások számszerűen csökkenhessenek, ugyanakkor időt ad a technológiaváltásra. Nem kell azonnal erőműveket bezárni, vagy az új rendszert azonnal kiépíteni, hanem lehetőség van megtervezni az átmenetet, és egy sokkszerű váltás helyett időben elnyújtott, kényelmesebb átmenetet biztosít. „Gyorsan bevethető, kulcsrakész

technológia.” A technológia elemei rendelkezésre állnak, így megfelelő döntés esetén csupán finanszírozás kérdése, hogy milyen gyorsan állíthatók hadrendbe a szén-dioxid tárolásához szükséges eszközök. „A CCS túl költséges megoldás.” Ide minden olyan érv besorolható, amely a konkrétan a CCS fajlagos, vagy extern jellegű (térben, illetve időben távol jelentkező) költségei miatt kérdőjelezi meg a technológia elterjedését vagy létjogosultságát. A szén-dioxid jelenléte bányászati tevékenységekben gyakorlatilag évszázados múltra tekint vissza: hazánkban is bányásznak szén-dioxidot, valamint a szénhidrogénmezők kitermelésekor is előszeretettel alkalmazzák a szén-dioxidot a felszínre hozás elősegítésében, így megvan hozzá a tudás, a technológia és a szakembergárda is. A fajlagos költségek nagyon eltérőek lehetnek technológiától, földrajzi és geológiai adottságoktól függően. A becslések nagy

szórást mutatnak, a legátfogóbb elemzések 24-90 eurós tonnánkénti költséggel számolnak, ami az energia előállításában 50-100%-os költségnövekedést jelent. Érvek a CCS-sel szemben „A CCS nem lehet fenntartható energiarendszer része.” Fokozza a megtérülési problémát, hogy a szénleválasztás számottevő hatásfokromlást okoz, ami a szénfelhasználásuk növelésére kényszeríti az erőműveket (tehát környezetvédelmi szempontból is ellentétes hatás jelentkezik). Így könnyen lehet, hogy pusztán a nagy költségek miatt lesznek életképtelenek ezek a projektek. A CCS beépítése után az energiarendszer két okból sem teljesíti a fenntarthatóság kritériumát. Egyrészt azért, mert kimerülő forrásokra – szénre, lignitre, földgázra és kőolajra – épít, másrészt azért, mert szén-dioxiddal telt tárolók formájában olyan problémát hagyunk a következő generációkra, amelyekkel nekünk még nem kellett 11 4.

ábra A földalatti széndioxid-tárolás kockázatai. A fekete és a szürke nyilak mutatják a szén-dioxid és a metán áramlását (a felhagyott kitermelőkutakon, repedésekben, törésvonalak mentén), a fehér nyilak mutatják a szén-dioxid besajtolása miatt áthelyeződő sós víz mozgását ( [18] alapján) hogy a haszon a vállalkozásé, a gond pedig az államé. Egy kicsit távolabbról indul, de valójában szintén a költségeknél jelenik meg a szén-dioxid-tárolókkal kapcsolatos probléma. A problémát igazából az okozza, és a költségekkel kapcsolatos döntést is ez nehezíti meg, hogy – tapasztalat híján – még csak becsülni sem tudjuk, hogy ha egyáltalán lesznek a jövőben váratlanul fellépő költségek,,akkor azok milyen nagyságúak lesznek. Olyan hosszú időtávon kell ugyanis biztosítani a tárolók környezettől való elszigeteltségét, amelynél a szén-dioxid termelésének időtartama legalább két nagyságrenddel rövidebb.

Ilyen esetekben, ha a hosszú távú felelősségviselés (a tárolás) teljes idejére számított – minden gondos tervezés ellenére nagyon bizonytalan – jövőbeli költségeket vizsgáljuk, akkor a technológia gazdaságossági megítélése könnyen megkérdőjelezhetővé válik. Ilyen esetben a hosszú távú felelősség annak költségeivel együtt az államra hárul. Egy jól kialakított szabályozási környezet ugyan hatással lehet erre az időkeretre, de a gazdasági társaság felelőssége előbb-utóbb meg fog szűnni. Ez tulajdonképpen azt jelenti, Az utolsó, de még szintén a költségekkel kapcsolatos érvcsoport közös tartalma az, hogy a CCS magas fajlagos költsége miatt a kedvezőbb értékekkel bíró eszközökhöz képest relatív előnybe kerül dotációs források terén, azaz „elszívja” a támogatási potenciált. „A CCS túl kockázatos.” A CCS kockázata a szén-dioxid szivárgására vezethető vissza. A szivárgás ebben az 12

megbízhatóságával kapcsolatban valamilyen szabályozás (pl. szabvány) nyújtana támaszt minden érdekelt fél megelégedésére. összefüggésben azt jelenti, hogy a már elkülönített szén-dioxid a CCS-technológiasor bármelyik lépcsőjében visszajut a légkörbe. A szivárgásnak két hatása van. Egyrészt az elszivárgott szén-dioxid jelentős többletköltséget jelent (bírság, vagy EU ETS esetén kvótaelszámolás formájában), másrészt az elszivárgás során egyéb kár (anyagi kár, emberélet) is jelentkezhet, ha a teljes mérleget megvonjuk. Sok intézkedés hozható annak érdekében, hogy a szivárgások esélye minimális legyen, de teljesen nulla valószínűséget nem lehet elérni. Ha a CCS nagy részarányban jelenik majd meg a kibocsátáscsökkentő eszközök között, akkor emellett a kis valószínűség mellett is az összképet tekintve viszonylag gyakran bekövetkező szivárgásokra, illetve azok kezelésére kell felkészülni. A

szén-dioxid szállítása során a gáz környezetbe való visszajutásának esélye végig fennáll. Hasonló a helyzet a tárolók esetében is, de ott annyival bonyolultabb a helyzet, hogy lehetnek ismeretlen, geológiai hátterű kockázati tényezők is. A szivárgás valószínűségét a tároló kialakításakor is igyekeznek minimalizálni, de ennek ellenére előfordulhat, hogy a geológiai formáció minden gondos körültekintés ellenére megnyílik, és az elkülönített szén-dioxid kijut a levegőkörnyezetbe. A szén-dioxid mezők monitoringjának ki kell terjednie a szeizmikus aktivitás vizsgálatára, adott esetben a felszíni deformáció mérésére, a tároló nyomásának mérésére, valamint a felszíni levegőkörnyezet szén-dioxid-koncentrációjának mérésére. Ez a tároló zárása után 40-50 évig a tárolást végző cég vagy jogutód felelőssége és költsége, ami – a világban néhány helyen már működő gyakorlat szerint – utána

lényegében átszáll az államra. A geológus szakemberek magabiztosak abban a tekintetben, hogy az általuk kijelölt geológiai formációk által biztosított szigetelés kellő erősségű és élettartamú ahhoz, hogy éghajlatvédelmi szempontból megnyugtató legyen a tárolás. Természetesen ez a biztonsági szint függ a formációtól: az inert környezetet biztosító tárolókban százezer éves nagyságrendben marad érintetlen a lesajtolt gáz, amihez értelemszerűen hasonló nagyságrendű monitoring szükséges. A hosszabb tárolási idő többletkockázatot is hordoz magában: ez az időtáv már geológiai értelemben is jelentős, amely alatt komoly változások is beállhatnak a betárolás idején stabilnak tűnő formációkban. Alapvetően ez olyan kérdés, amit tartós, kiszámítható módon kell rögzíteni a vonatkozó jogszabályokban. Nyilván az állam érdekei szerint alakíthatja ezt az időtávot, amely meghatározásakor figyelembe veszi a

CCS-nek szánt stratégiai szerepet is. 2.22 A kibocsátás-csökkentési portfolió elemeinek összehasonlítása Eddig csupán a CCS-ről esett szó, de ha tisztában szeretnénk lenni a kibocsátás-csökkentési eszköztárban betöltött szerepével, akkor elkerülhetetlen, hogy az eszköztár többi tagját is röviden megvizsgáljuk. Ebben az eszköztárban szokás megemlíteni a CCS mellett az energiahatékonyságot és -takarékosságot, a megújuló energiaforrásokat, a technológiaváltást, a nukleáris energiát, a földhasználatot és az erdősítést, továbbá a széndioxidon kívüli gázok csökkentését. A felhagyott szénhidrogénmezők CCS számára történő felhasználásával kapcsolatban a leggyakrabban felmerülő probléma a korábbi kitermelőkutak lezárása. Ez a művelet nem kis szakmai kihívást és nem utolsósorban költséget is jelent: nyilván kellő anyagi ráfordítással elérhető egy általánosan elfogadható biztonsági szint, de a

vállalkozás – miután profitot szeretne termelni – abban érdekelt, hogy ez a művelet a lehető legolcsóbban valósuljon meg. Emiatt a kérdésre megnyugtató választ csak az adna, ha a lezárás A vizsgált szempontok közül a fenntarthatóság, az energia- és ellátásbiztonság kérdéseit emeltük ki. Természetesen rögtön felmerülhetnek a költségek kérdései is: mennyibe kerülnek az egyes eszközök? Erre most nem térünk ki részletesen, 13 Technológiaváltás de a hazai vonatkozású elemzésben ezek külön figyelmet kapnak majd. Ez az eszköz azokat a beruházásokat foglalja magában, amelyek révén az eredeti energiamennyiség kevesebb energiahordozó felhasználásával is előállítható. Ez részint az összhatásfok javulásából következik, másfelől pedig a tüzelőanyag-váltás révén is javulhat a mérleg. A technológiaváltás nagy előnye, hogy a hatásfok növekedésével a fajlagos költségek jelentősen csökkennek. Nagy

hátránya viszont, hogy rendkívül tőkeintenzív eszközről van szó, hiszen erőművek esetében az energiatermelés legdrágább elemét, az erőművi blokkokat érinti. A fenntarthatóság kritériumát a fosszilis források miatt nem teljesítheti, azonban az ellátásbiztonságot javíthatja. Energiahatékonyság, takarékosság Az energetikai szakterületen lényegében teljes a konszenzus abban, hogy az energiafelhasználás – és a kapcsolódó kibocsátások – csökkentésének legfontosabb eszköze az energia-körforgás (termelés-szállítás-felhasználás) összhatékonyságának növelése. Azaz, hogy a kívánt eredményt az eredeti állapothoz képest kevesebb energiával is el tudjuk érni. Például egy jobb hatásfokú izzóval az eredeti 60W-os teljesítményfelvételt lecsökkenthetjük 2-7W-ra, miközben a világítás fényereje változatlan marad. A takarékosság pedig a pazarlás megszüntetését és az energiafelhasználás ésszerűsítését

együttesen jelenti. Nukleáris energia Az Energiaklub Negajoule 2020 tanulmánya az épületenergetikában (tehát a felhasználási oldalon) 42%-os csökkentési potenciált tárt fel, amely egyben ugyanilyen nagyságú kibocsátáscsökkentési potenciált is jelent. Ez is azt mutatja, hogy óriási tartalékokkal rendelkezünk a kibocsátás-csökkentés terén. A nukleáris energia szén-dioxid kibocsátás nélkül termel energiát, és a teljes életciklusra számolt szén-dioxid emissziója is a megújuló energiaforrásokkal egy nagyságrendbe esik. A fűtőanyag lezáratlan technológiai ciklusa miatt a fenntarthatósági követelményeknek azonban nem felel meg. Az energiahatékonyság és -takarékosság a fenntartható energiagazdálkodás felé vezet, és egy-egy ország ellátásbiztonságát is növeli, csökkentve az energiaimport okozta függőséget. A bonyolult technológia rendkívüli helyzetekben okozhat ellátásbiztonsági problémákat a megfelelő

(tudományos, gyártó- vagy szerelő-) háttérkapacitások hiányával, ugyanakkor a könnyen készletezhető fűtőanyaga normál körülmények között ellátásbiztonság szempontjából jótékony hatású. Ezzel együtt is a nukleáris ipar teljes vertikumával nem rendelkező országokban (így Magyarországon is) energiabiztonsági kockázatokat hordoz magában a külföldről származó energiahordozó. Megújuló energiaforrások Közös vonásuk a nevükből ered: olyan energiaforrások, amelyek legalább abban az ütemben termelődnek újra, mint amilyen ütemben felhasználásra kerülnek. Ezek az energiaforrások két forrásból erednek: a Napból és a Föld belsejéből. Az előbbihez tartozik a napenergia, szélenergia, vízi energia és a biomasszából nyerhető energia, míg utóbbihoz a geotermális és geotermikus energia. Definícióból eredően fenntarthatók, és diverz jellegükből adódóan az energiabiztonságot és az importfüggetlenedést is

erősítik. Nem utolsósorban nagy előnyük, hogy a fosszilis és nukleáris energiaforrásoktól eltérően sokkal egyenletesebben állnak rendelkezésre világszerte. Földhasználat és erdősítés Ennek az eszköznek a lényege, hogy a szén-dioxidnyelő növényzet térnyerését támogatja (erdősítés), illetve, hogy megakadályozza a növényzet elterjedésének csökkenését, pusztulását. Lényegét tekintve fenntartható eszközről van szó. Az ellátásbiztonságra közvetetten gyakorolhat hatást, mert a széndioxid-mérlegen keresztül (ugyanis negatív előjellel kerül figyelembevételre) ellensúlyozni képes az ellátásbiztonság érdekében megvalósult 14 8 légkört . A beruházások kormányzati támogatása 2010-ben összességében meghaladta a 26 milliárd USD-t, és kormányzati segítséggel további 43 9 projekt indulására van esély. – fosszilis energiatermelés által okozott – kibocsátás hatását. Ez azonban jól átgondolt

stratégiai tervezés és még nagyobb körültekintés mellett lehet járható út, illetve egyedül az aktív (pl. erdősítés) esetben A projektek egyelőre kizárólag állami támogatással indulhatnak el, fő céljuk az információ- és tapasztalatgyűjtés. Erre nemcsak a megvalósíthatósággal összefüggő műszaki és geológiai kérdések miatt van szükség. A CCS gazdasági oldalával kapcsolatos információhiány ugyanis az egyik fő oka annak, hogy a befektetők egyelőre nem kívánnak a szén-dioxid leválasztásába fektetni. Szén-dioxidon kívüli gázok csökkentése Ez az eszköz azoknak a technológiáknak az összessége, amelyek az összes többi üvegházhatású gáz (metán, dinitrogén-oxid, fluorozott szénhidrogének, perflouro-karbonok és a kén-hexafluorid) kibocsátásának csökkentését eredményezhetik. Tekintettel arra, hogy nagyon szerteágazó technológiákról van szó, és a kibocsátási volumen jóval elmarad a széndioxidétól,

energetikai vonzatuk is minimális. (Bár Magyarországon létezik kezdeményezés a gyógyforrások metántartalmának gázturbinás „semlegesítésére.”) 2.24 A CCS szerepe az EU-ban A CCS-sel kapcsolatos határozott EU-s elkötelezettség hátterében a belső csökkentési kényszeren túl a fejlődő országok hatalmas piaci potenciáljainak kihasználási lehetősége is áll. Az ENSZ Éghajlatváltozási Keretegyezmény részes feleinek tárgyalásain (az ún. klímacsúcsokon) is kiemelt szerepet kap az általános értelemben vett technológiaátadás körüli kérdések tisztázása. Ez szintén arra utal, hogy sok szereplő globális technológiai piacban, vagy akár geopolitikai dimenziókban is gondolkodik: a CCS mihamarabbi bevezetése vezető szerepet és gazdasági lehetőségeket is kínál az uniónak olyan más nagy versenytársak mellett, mint az Egyesült Államok vagy Ausztrália. 2.23 CCS a nemzetközi porondon A CCS nemzetközi szerepe lényegében négy

földrajzi területre – vagy ha úgy tetszik, geopolitikai központra – összpontosul: USA, EU, Kína és Ausztrália. Ez persze nem azt jelenti, hogy ezeken a területeken kívül nincs érdeklődés a technológia iránt, de a projektek többsége itt valósul meg, illetve van előkészítés alatt. A CCS nemzetközi helyzetét alapvetően e négy központ közötti kölcsönhatás, illetve verseny határozza meg. Az EU-ban ennek megfelelően az a szakpolitikai irányvonal erősödött meg, hogy sem a megújulók részarányának növelése, sem a csökkentett energiafogyasztás nem elegendő a 2020-ra kitűzött 20%-os (és különösen az esetleges 30%os) kibocsátás-csökkentési cél eléréséhez. Annak ellenére alakult ki ez az általános vélekedés, hogy még a legprogresszívebb CCS penetrációt vizsgáló elemzések sem várják a technológia beérését és érdemi hozzájárulását a kibocsátás- A CCS-sel kapcsolatban az egyik kulcskérdés – ahogy azt

korábban már körüljártuk – az, hogy a gyakorlatban milyen gyorsan jelenhet meg valódi csökkentési potenciálként. A futó projektek 7 száma és időzítése egyelőre azt mutatja, hogy a következő évtizedben világszinten sem lesz számottevő hozzájárulása a szén-dioxid kibocsátások csökkentéséhez. E tanulmány írásakor a világszerte elindított projektek száma ugyan már elérte a százat, azonban ebből mindössze tíz a már jelenleg is működő projekt, amelyek összesen megatonna nagyságrendű szén-dioxidtól mentesítik a 8 Scottish Centre for Carbon Storage, School of Geosciences, University of Edinburgh (www.geosedacuk/ccsmap) Folyamatosan frissülő térképes adatbázis 7 [3] Scottish Centre for Carbon Storage, School of Geosciences, University of Edinburgh (www.geosedacuk/ccsmap) 9 IEA Carbon Capture and Storage –progess and next steps (for G8 summit, 2010), 5. oldal 15 10 ha figyelembe vesszük, hogy így 2020-ig mindössze a

Mátrai Erőmű egy éves kibocsátásának megfelelő mennyiség megspórolását tervezik a teljes EU-ban! csökkentéshez 2020 előtt. A 30%-os csökkentési célból adódó csökkentési kényszer egyébként több vizsgálat szerint is érdemi lökést adhatna a technológia számára. Ennek hiányában azonban várhatóan 2020-ig nagyon csekély lesz a szerepe. Ha ez a célkitűzés teljesül, továbbá a technológia magán-, nemzeti- és közösségi támogatásban részesül, valamint környezetvédelmi szempontból is biztonságosnak ítélik, akkor az irányelv szerint 2030-ra az előírt csökkentés mintegy 15%-át teszi 12 majd ki a CCS. Ez azonban csak akkor képzelhető el, ha az energiaszektor továbbra is az összes kibocsátás hozzávetőleg háromnegyedéért lesz felelős, úgy, hogy ezen belül a szén felhasználásának aránya mindeközben nőni fog. A 20%-os célból ugyanakkor már eleve következik egy 2020 utáni intenzívebb kibocsátáscsökkentési

pálya – a hosszú távú, 2050-es 80%os cél ugyanis rögzített –, így ez a csökkentési kényszer éppen abban 2030 körüli időszakban katalizálhatja a CCS-technológiát, amikorra az 11 elemzések a technológia érettségéből eredő fellendülés potenciális időszakát teszik. Az Európai Bizottság 2009 végén úgy döntött, hogy 8-12 próbaprojekt elindítását támogatja. E támogatás forrásául – a „szennyező fizet” elvre épülő – európai kibocsátáskereskedelmi rendszer (EU ETS) új belépők számára elkülönített kvóták egy részének értékesítéséből befolyt pénz szolgál. Az EU ezzel egyidejűleg létrehozta a CCStechnológia bevezetésének jogi keretrendszerét is (2009/31/EC). Ebből az a paradox helyzet rajzolódik ki, hogy az éghajlatvédelmi célok eléréséhez tovább kellene növelnünk fosszilis függőségünket. A CCS gazdaságos üzemeltetéséhez viszonylag magas karbonár (pl. magas EU ETS-kvótaár) szükséges.

A karbonpiac jövője jelen pillanatban meglehetősen bizonytalan, lévén – a nemzetközi klímatárgyalások 2009-es koppenhágai kudarca miatt – csak az EU-nak lesz 2012 után is garantáltan működő kvótarendszere. A CCS versenyképességét addig azonban csak beavatkozással, állami dotációval lehet fenntartani. Az EU egyik célkitűzése, hogy 2015-re a világon elsőként rendelkezhessen operatív körülmények között működő, ipari léptékű CCStapasztalatokkal a világon. A projektek sikere nagyban elősegítené az uniós elterjedést, sőt akár kötelezővé is tehetnék a technológiát az unióban. Ez természetesen a kibocsátáscsökkentés terén komoly versenyelőnyt jelenthetne a világ nagy kibocsátóival szemben. Kudarcuk ugyanakkor hosszú időre vissza is vetheti a technológia EU-s elterjedését. Talán ennek is tudható be, hogy nagy csúszásokkal haladnak a CCS-t célzó EU-s pályázati folyamatok is. Az infrastrukturális kérdések az

Európai Unió szempontjából is átgondolt stratégiát kívánnak, hiszen nagy tőkeigényű beruházásokról van szó. A kiadások szempontjából a vezetékhálózat kiépítésével párhuzamosan figyelembe kell venni a monitorozási költségeket is. A CCS-sel kapcsolatos EU-stratégia szempontjából tehát az az izgalmas kérdés, hogy reális-e a CCS globális elterjedésével számolni a század közepe előtt. Kétséges, hogy a nagyon magas költségeket meg tudja-e fizetni minden építtető. Kétséges, hogy a fejlődő országokban elvárható-e a CCS széleskörű alkalmazása a század végéig, miközben ezek az országok felelősek a globális kibocsátások 40%-áért (amely arány mellesleg rohamosan növekszik). Az EU direktívában is rögzített célja 2020-ig 7 millió tonna, 2030-ig pedig 160 millió tonna széndioxid leválasztása és tárolása a 20%-os cél sikerének érdekében. Ez nem túl ambiciózus terv, 10 IEA Carbon Capture and Storage –

progess and next steps (for G8 summit, 2010), 15. oldal 2 ábra 11 McKinsey Climate Change Initiative, McKinsey & Company, 2008, 7-8. oldal 12 Az Európai Parlament és Tanács 2009/31/EK irányelve, 2009. április 23,1oldal (5)-ös pont 16 Bányászati Hivatal érintett még, amely már felkészült a CCS-sel kapcsolatos, rájuk háruló teendők intézésére. Azt az – egyébként energetikai kérdésekben ezerfelé húzó – EU is érzékeli, hogy amennyiben a CCS globális elterjedése elmarad a várakozásoktól, akkor a CCS-en alapuló elképzelések komoly veszélybe kerülnek. Amennyiben pedig így alakul, akkor az könnyen az EU hosszú távú kibocsátás-csökkentési célkitűzéseinek teljes kudarcát jelenti, mert a CCS-be vetett megelőlegezett bizalom végül éppen azt a fosszilis energiahordozókra épülő technológiát élteti tovább, amit a célkitűzések alapján vissza kellene szorítani. A hazai szakértők a CCS fajlagos költségével

kapcsolatos becslése, amely több tanulmányban is szerepel, 50-100 €/t közötti tartományba teszi a 13 hazai projektek költségét , azaz világviszonylatban magasnak mondható árral kell kalkulálnunk. A CCS terén az eddigi legnagyobb hazai kezdeményezést az EU ETS NER300 (Az EU kibocsátáskereskedelmi rendszerének az új belépők tartalékából képzett forrás) bevételeiből támogatást szerző projekt lehetősége jelentette, amelyre konzorcium is alakult (Mátrai Erőmű, ELGI, MOL, MVM). A 2010-es év végére azonban nyilvánvalóvá vált, hogy a projekt a Mátrai Erőmű bővítési beruházásának elmaradása miatt meghiúsul. Így egyelőre nem várható, hogy Magyarországon CCS-beruházás induljon el, hiszen támogatás híján a piaci körülmények ezt még messze nem teszik lehetővé. 3. A CCS JÖVŐJE MAGYARORSZÁGON Ebben a fejezetben Magyarországra fókuszálunk, és áttekintjük, hogy az éghajlatváltozás elleni küzdelem hazai

intézkedései között milyen szerephez juthat a földalatti szén-dioxid-tárolás. 3.1 A szén-dioxid-leválasztás és tárolás lehetséges szerepe a hazai csökkentési portfolióban A hazai helyzetet összefoglalva tehát nincs tisztázva a környezet- és természetvédelmi feltételrendszer, és a szabályozási környezet is éppen alakulófélben van. Összességében a sok megválaszolatlan kérdés szerfelett bizonytalanná teszi a befektetői és beruházási kedvet. A legtöbb kérdés tekintetében ráadásul még azt is nehéz megjósolni, hogy mikorra születhet meg nagy biztonságú válasz. Magyarországon viszonylag későn kezdődött a CCS-sel kapcsolatos diskurzus, érdemi vizsgálódás. Néhány éve jutottunk el oda, hogy az érdekelt felek között megindult a koordináció, és a CCS-sel kapcsolatban megindult a közös gondolkodás, tervezés. Ez önmagában természetesen még nem jelenti a technológia hazai megjelenését, de arra ráirányította a

figyelmet, hogy eddig egyik kormányzat sem foglalt hivatalosan állást a CCS-sel kapcsolatban. A jogszabályi környezet kialakításához pedig ez valamilyen mértékben szükséges lesz, annál is inkább, mert több stratégiai dokumentumot is (energiastratégia, éghajlatváltozási stratégia, stb.) kisebb-nagyobb mértékben érint 3.11 Potenciális CCS-források A technológia korlátait figyelembe véve elsősorban azok a nagy szén- és gázerőművek jönnek szóba, amelyek az EU ETS létesítményei között is szerepelnek. E létesítmények teljes éves széndioxid-kibocsátása 26,9 millió tonna, ebből 16,9 millió tonnáért felelősek a villamosenergiaipar szereplői. Ezeket a kibocsátásokat mutatja be az 5. ábra A kormányzat oldaláról eddig a környezetvédelmi megközelítés volt érzékelhető, amely lényegében nem támogatja a CCS-t, mint kibocsátáscsökkentési lehetőséget. A gazdasági fejlesztések terén illetékes tárca (Nemzeti Fejlesztési

Minisztérium) érdemben eddig nem foglalkozott a kérdéssel, de 2011 során, a CCSdirektíva jogrendbe illesztésével kapcsolatosan lesznek feladatai. Az államigazgatás részéről a Ezek az erőművek képviselik tehát azt a potenciált, amely a hazai CCS számára első közelítésben forrást jelenthet. Az azonban 13 Az Energiaklubnak az érdekelt felekkel készített 2010-es interjúi alapján 17 A nagybb erőművek éves széndioxid-kibocsátása ( millió tonna) 7 6 5 4 3 2 GTER Kft. 0 Mátrai Erőmű Zrt. Dunamenti Erőmű Zrt. Vértesi Erőmű Zrt. ISD Power Kft. AES Tisza Erőmű Kft. Budapesti Erőmű Zrt. Csepeli Áramtermelő Bakonyi Erőmű Zrt. AES Borsodi Energetikai AES Borsodi Energetikai Debreceni Kombinált Pannon Hőerőmű Zrt. Nyíregyházi Kombinált 1 5. ábra A legnagyobb hazai erőművek éves kibocsátási adatai (forrás: Nemzeti Kiosztási Terv 2008-2012). A CCStechnológia szempontjából az e létesítmények által reprezentált

kibocsátási volumen az elsődleges forrás arra, hogy korábban is stabil tárolóként működtek. Kérdés, hogy hány kút vezet az egyes tárolókhoz, mert ezek megbízható lezárása annyira megnövelheti a tárolás költségeit, hogy az gazdaságtalanná válhat. A hazai potenciál nagyságrendje 400 millió tonna (ez a jelenlegi EU ETS-sel lefedett kibocsátások esetében 15 évre lenne elegendő). egyáltalán nem bizonyos, hogy ugyanezekben a létesítményekben is valósulnak majd meg a projektek. Azt a technológia bemutatásakor is hangsúlyoztuk, hogy a hagyományos erőművek égetés utáni leválasztásos technológiája gazdaságossági okokból várhatóan nem fog nagymértékben elterjedni, ugyanis az erőművek várható hátralévő élettartamánál jóval hosszabb időtávon térülne meg a beruházás. Így a jelenleg üzemelő erőművek esetén csak kivételes körülmények között képzelhető el a leválasztó rendszer utólagos kialakítása.

Elsősorban új erőművi beruházások előkészítése során merül fel az a döntési helyzet, hogy kívánják-e CCSkompatibilissá tenni a leendő erőművi blokkot, vagy sem. Sokkal valószínűbb, hogy amennyiben teret kap, a nagyobb hatásfokot biztosító égetés előtti vagy az oxigénes égetésű erőművek jelenthetik majd a hazai CCS fő tömegét. Sósvizes (ún. akvifer) tárolók Ebben a tárolótípusban az 1500-3000 m mélységű sósvizes rétegbe sajtolják be a szén-dioxidot, ami részint oldódik a vízben, részint pedig a geológiai formáció felső részén összegyűlik, és lefelé, más formációkba préseli át a vizet. Az oldott széndioxid jellemzően karbonátokat képez, amelyek kalciumsói rögtön kicsapódnak. Ezek oldhatatlan réteget képezve sok esetben tovább erősítik a geológiai formáció vízzáró képességét. A hazai potenciál milliárd tonnás nagyságrendű, ami hozzávetőleg 10-100 évig lehet alkalmas a jelenlegi ütemű

szén-dioxid-kibocsátás elnyelésére, de még nagyon sok a bizonytalanság, Magyarországon a sósvizes tárolókat kutatták eddig a legkevésbé. 3.12 Tárolási potenciál Magyarországon – a világ más tájaihoz hasonlóan – három fő geológiai képződménycsoportba sorolhatók a potenciális CCS-tárolók. Letermelt szénhidrogénmezők Lényege, hogy a kibányászott szénhidrogén helyére sajtolják be a szén-dioxidot, tekintettel 18 A forgatókönyvek ez esetben azt jelentik, hogy különböző alapfeltevésekből fogunk kiindulni: a fontos, de bizonytalan tényezőket adottnak vesszük, és megvizsgáljuk, hogy milyen folyamatok jelentkeznek mellettük. Szenes képződmények A széntartalmú (szenes-lignites) geológiai formációk (hazánkban a bükkaljai és a toronyi lignit) a nagy adszorpciós képességüknél fogva képesek szén-dioxidot tárolni. A nagy nyomású gáz hatására ráadásul metán is távozik, de ennek gazdaságos kitermelhetősége

erősen kétséges. A tároló feltöltése közben egy bizonyos telítettség esetén a zárást biztosító kőzetben erőteljes áteresztőképesség-csökkenés léphet fel, ami erősen korlátozhatja az elnyelethető tömegáramot. A hazai potenciál hozzávetőlegesen 100-500 millió tonna, amely 4-20 évre tudná a hazai EU ETS-szektor széndioxid-kibocsátását teljesen elnyelni. A CCS felhasználásának következő 40 éves menetéről három forgatókönyvet vázolunk fel Magyarország számára. Természetesen tisztában vagyunk azzal, hogy ilyen időtávon rendkívül nehéz feladat gazdasági folyamatokat előre jelezni. Ezért a forgatókönyveket úgy határoztuk meg, hogy a mai információk és tendenciák alapján a CCS valóságos hazai jövője szempontjából a három forgatókönyv jelentse a szélsőséget. A CCS várható jövője valószínűleg nem vegytisztán egyegy forgatókönyv alapján, hanem azok valamilyen keveréke formájában alakul majd. A

geológus szakemberek úgy vélik, hogy bár kockázatokat természetesen rejtenek ezek a tárolók, ezek a kockázatok a tűréshatáron belül kezelhetők. A legnagyobb kockázatot a tárolással kapcsolatban a besajtolás jelenti, ennek végeztével már csak a monitorozórendszer működtetése szükséges. A forgatókönyvek több alapfeltevésből indulnak ki, amelyek nyilván erősen teoretikusak, ezért ezeket így is kell kezelni az értelmezés során. A forgatókönyvek kialakításakor több szempontot felhasználtunk egy Németországra készített 14 tanulmányból , amely hasonló megközelítéssel dolgozott. Optimális feltételek között egy tároló akár 5 éven keresztül is rendelkezésre állhat szén-dioxid befogadására. A hazai szakemberek véleménye szerint 5 év alatt – természetesen a megfelelő politikai akarat esetén – a hazai CCS minden eleme beindítható volna, hiszen ehhez már megvan a kiforrott technológia és a monitoring is. A teljes

tárolási potenciál a fentiek fényében – amennyiben nem vesszük figyelembe a teljes potenciál kihasználásához szükséges egyre magasabb határköltség fékezőhatását – közelíthető a hazai tároló kapacitás nagyságával. Középértéknek 2000 Mt érték adódik, amely figyelembe veszi a sósvizes tárolókat is. Ez hozzávetőlegesen 33 évnyi teljes szén-dioxidkibocsátás elnyelésére volna elegendő. A forgatókönyvekben egyszerűsítésként csak az EU ETS-szektorral foglalkozunk, mert elsősorban ebből a szektorból kerülhetnek ki a CCStechnológiával lefedhető kibocsátások, tekintettel arra, hogy nagy volumenű és pontszerű emissziót produkáló létesítményekről van szó. A másik komoly érv e megközelítés mellett, hogy ebben az esetben a bizonytalan magyar gazdaságnál és energiastratégiánál nagyobb léptékű (EU-szintű) folyamatokból tudjunk kiindulni (pl. az EU ETS kibocsátási egysége, az EUA árának várható

alakulása), amelyeket nem, vagy csak igen csekély mértékben befolyásolnák a magyarországi folyamatok. 3.2 Lehetséges forgatókönyvek Az egyes forgatókönyveknél a feltevések során rögzítjük a CCS fajlagos költségét, az átlagos Az eddigiekben felállított analízist követően a továbbiakban a CCS magyarországi jövőjét vizsgáljuk. Miután az analízis során számos bizonytalansági tényezőt tártunk fel, a jövőt vizsgálva további nehézségekre számíthatunk. Ahhoz, hogy ezt kezelni tudjuk, érdemes forgatókönyvekben gondolkozni. 14 Wuppertal Institute, DLR, ZSW, PIK – Ecological, Economic and Structural Comparison of Renewable Energy Technologies with Carbon Capture and Storage (RECCS), 2008 (6. oldal) 19 minden úgy alakul, ami a CCS lehető legnagyobb térnyerését eredményezi. leválasztási hatásfokot, továbbá a hadra fogható tárolókapacitást. Ezekben implicit módon a külső körülmények is megjelennek attól függően,

hogy a CCS elterjedése ezekre közvetett (pl. állami szubvenció-hajlam) vagy közvetlen (pl. a technológia költségének alakulása) hatást gyakorol. Ez egyrészt azt jelenti, hogy a technológia fajlagos költsége a legoptimistább becsléseknél is kedvezőbben alakul (30 €/tonna), továbbá, hogy a hazai tárolási potenciál is a lehető legnagyobb mértékben lesz kihasználható. Ezért 2 milliárd tonna feletti kapacitással kalkuláltunk, ami az EU ETS-szektor számára 75 évnyi tárolókapacitást jelentene. A forgatókönyvekben alapfeltevés, hogy tisztán piaci környezetben játszódnak le a folyamatok. Ezeket nyilvánvalóan teljesen felforgatná az állam beavatkozása, ezért ezt a forgatókönyvektől teljesen függetlenül kezeltük. A feltevésben minden fosszilis tüzelőanyagot használó erőmű azonnal CCS beruházásokba kezd, mihelyst az elhárítási határköltségük eléri a 30 eurós tonnánkénti árat, amelyhez a jogszabályi környezet

hosszú távon és stabilan adott. A felhasznált technológiákkal a távozó füstgázokból a szén-dioxid 90%-át tudják elkülöníteni. A vizsgálati módszerünk döntően a rendelkezésre álló tanulmányok adatelemzésén alapul. Sokféle adat sokféle megközelítéssel került már publikálásra, szándékunk szerint ezeket hozzuk közös nevezőre, tesszük egymás mellé, és így következtetünk a lehetséges folyamatokra. Következtetések Amennyiben változatlan tüzelési technológiával működnek tovább az erőművek, akkor pusztán a szén-dioxid kibocsátási költsége (EUA) indukálja majd a CCS-beruházás megindítását. A hazai szilárd tüzelésű erőművek (Mátra, Vértes) esetében számításunk szerint, amennyiben megszűnik az EU ETS kibocsátási kvóták (EUA-k) eddig ingyenes átruházása, már a 30 eurós EUA is majdnem duplájára növeli a villamosenergiatermelés önköltségi árát (20-21 Ft/kWh, azaz 7,47,7 ct/kWh). Ez a viszonylag

rossz fajlagos kibocsátási mutatóknak (1,09-1,1 kg/kWh) 15 köszönhető. EUA árprojekciók 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 Minimum 2030 2028 2026 2024 2022 2020 2018 2016 2014 2012 2010 0,00 Maximum 6. ábra Az EU ETS kibocsátási egységeinek a következő két évtizedre várható ára a rendelkezésre álló projekciók összesítésével. Forrás: Energiaklub saját gyűjtés Első közelítésben tehát az látszik, hogy bármilyen eszközt (CCS vagy kvótavásárlás) is alkalmaz majd a két erőmű a szén-dioxid-kibocsátásának ellensúlyozására, jelentős önköltség-emelkedésre kell számítani. A CCS értelemszerűen akkor juthat tiszta piaci környezet esetében szerephez, ha az EUA ára tartósan meghaladja a CCS-technológia fajlagos költségmutatóit, esetünkben a 30 €/t árat. A pontos számítások során azonban nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a két hazai szilárd tüzelésű erőmű esetében az égetési utáni

leválasztásos technológia mellett egységnyi Tekintettel az EU ETS-szektorra végzett vizsgálatra, kézenfekvő, hogy az EUA árának várható alakulásából kell kiindulnunk. Ez nem egy egyszerű feladat, hiszen az EUA árát számos, önmagában is bizonytalan tényező befolyásolja, de az elérhető projekciók összesítése mégis adhat valamilyen támpontot. 3.21 CCS-Max forgatókönyv Feltevések A forgatókönyv feltevése, hogy a ma birtokunkban lévő információk alapján a CCS szempontjából 15 20 Energiaklub saját gyűjtés és számítás Kibocsátó Tüzelőanyag Jelenlegi fajlagos önköltségek (Ft/kWh) 30 EUR-os széndioxidelhárítási költség esetén (Ft/kWh) Változás 50 EUR-os széndioxidelhárítási költség esetén (Ft/kWh) Változás Vértesi erőmű Barnaszén 15,2 24,08 58,4% 30,01 97,4% Mátrai erőmű Lignit 11,7 20,7 76,9% 26,70 128,2% Csepeli erőmű Földgáz 14,1 17,71 25,6% 20,11 42,6% Debreceni

erőmű Földgáz 11,6 15,05 29,7% 17,35 49,6% 3. táblázat Néhány tipikus fajlagos költségű hazai erőmű villamosenergia-termelési önköltségének alakulása a szén-dioxid-elhárítási költség 30, illetve 50 eurós szintje esetén (2005-ös adatokból számítva, 270 HUF/EUR árfolyamon) Forrás: saját számítás energia előállításakor nagyobb mennyiségű eltárolandó szén-dioxid keletkezik, mint más leválasztási technológia alkalmazásával. Ez kibocsátásként még további költséget jelent a kvótaelszámolás során. Jelen esetben az eredeti kibocsátás 10%-a továbbra is a légkörbe kerül, amellyel a kibocsátónak el kell számolnia, azaz kibocsátási kvótákkal le kell tudnia fedni. Ennek költségvonzata pedig kis mértékben ugyan, de rontja a megtérülési mutatókat. várható, hogy a szén-dioxid-költségek elérik a 30 €/t fajlagos értéket. A másik figyelembeveendő szempont az, hogy milyen más elhárítási potenciál

áll rendelkezésre. Miután hazánkban jelentős a 30 €/t-nál olcsóbban 17 18 realizálható szén-dioxid elhárítási potenciál annál, ami várhatóan csökkentési kényszerként 2025-2030-ban Magyarországra vonatkozni fog, ezért a többi potenciál kihasználása miatt ez az időpont a valóságban még későbbre várható. A kisebb, gáztüzelésű erőművek esetében az ármódosító hatás várhatóan kisebb lesz (25-30%), bár ott eleve magasabb szintű költségekkel dolgoznak CCS nélkül is. Emellett fontos tényező, hogy a kisebb szén-dioxid-volumen és a szétszórt források miatt egészen valószínűtlen a 30 €/t CCS-költség tarthatósága. Annak megállapításához, hogy a CCS mennyi ideig lesz szereplője a hazai kibocsátás-csökkentési portfoliónak, azt kell megvizsgálni, hogy hogyan alakul a CCS-sel felszerelt, fosszilis tüzelésű erőművek és a velük piaci és technológiai értelemben konkuráló megújuló energiaforrások várható

önköltségei. Ilyen előrejelzések Magyarországra nem készültek, ezért a hazai viszonyokkal sok hasonlóságot mutató és rendelkezésre is álló németországi adatokat használtuk fel. Így a hazai tipikus erőművi széndioxid-elhárításból számolt fajlagos A forgatókönyv kulcsmomentuma az, amikor a külső környezet eléri azt az állapotot, mely után a CCS piacérettsége alapján széles körben el tud terjedni. Ehhez az EUA árának projekciói jelentik a kapaszkodót. Ennek figyelembevételével azt látjuk, hogy még ebben az idealizált forgatókönyvben is viszonylag későn, 2025-2030ban kezdődne a CCS-penetráció az erőművi szektorban. A szakirodalomban fellelhető 16 projekciók alapján ugyanis erre az időszakra Energy Technologies with Carbon Capture and Storage (RECCS), 2008 17 Economic effects of a more ambitious EU carbon target in Hungary, Ecofys, GreenPeace, E3G, 2010 18 A szén-dioxid emisszió kereskedelem bevezetésének várható

hatása a hazai villamos energia piacra, Lesi Mária, Pál Gabriella, REKK, 2005 16 Wuppertal Institute, DLR, ZSW, PIK – Ecological, Economic and Structural Comparison of Renewable 21 A fajlagos költségek becsült forgatókönyvei az egyes energatermelési módok esetében 40 35 Ft/kWh 30 25 20 15 10 5 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Németországi megújuló energiamix várható fajlagos költségei Széntüzelés CCS-sel (30 EUR/t) Széntüzelés CCS-sel (50 EUR/t) Gázturbina CCS-sel (30 EUR) Gázturbina CCS-sel (50 EUR) 7. ábra A németországi megújuló mix fajlagos költségei ([7] alapján), valamint a hazai széntüzelésű és gáztüzelésű erőművek várható fajlagos termelési költségeinek becsült alakulása 30 illetve 50 €/t CCS költség esetén ([7] hazai adaptációjával, saját adatokkal kiegészítve). A hazai megújuló energiamix esetében valamelyest nagyobb értékekkel kell számolni, mert a német mixben a

nyíltvízi szélturbinák is szerepelnek . alapú megfontolások között a CCS is, de gyakorlatilag itt is leginkább a BAT (jó fajlagos mutatójú, legújabb technológiák), azaz teljesen új beruházások indulhatnának jó piaci esélyekkel, ám ezek piaci előnyei is csak átmenetinek, bizonytalan idejűnek látszanak, amely a fenti előrejelzések figyelembevételével hozzávetőlegesen 20-50 évre tehető. Ennek hossza pedig inkább a külső tényezők (konkurens szén-dioxidcsökkentési módok fejlődésének) függvénye lesz. költségadatokat vetettük össze a Németországra vonatkozó megújuló energiamix fajlagos 19 költségeinek előrejelzésével. Ezzel természetesen feltételezzük, hogy a megújuló energiaforrások költségei nem mutatnak nagy különbséget hazánk és Németország viszonylatában. (Különbséget elsősorban a nyíltvízi szélerőművek alacsonyabb költsége jelent, így nálunk néhány forinttal magasabb fajlagos költségekre

lehetne számítani.) Az összehasonlítás során a következőket látjuk: • • A szilárd tüzelésű erőművek esetén az esetleges CCS-penetráció várható idejére a megújuló technológia fajlagos költségmutatói már jobbak lesznek, mint a CCS-sel ellátott szilárd tüzelésű erőműveké, ezért ilyen körülmények között gazdaságilag nem jelenik meg reális opcióként. 3.22 CCS-híd forgatókönyv Feltevések A köztes forgatókönyvben a CCS hídszerepe domborodik ki leginkább, azaz, hogy a kibocsátáscsökkentési célok elérésében átmeneti szerepet játszik. Alapfeltevés, hogy a CCS-beruházások egy viszonylag rövid időszakban (CCS-ablak kezdetén) történnek, amely egybeesik a ma üzemelő erőművek élettartamának lejártával. Ez azt jelenti, hogy az elavult erőművek helyett épülő új erőművek már eleve CCS-sel felvértezve épülnek. A fajlagos költségeket a hazai körülmények közötti viszonylag optimista 50 A gázüzemű

erőművek esetén a penetráció várható időpontjára felmerülhet a gazdasági 19 Wuppertal Institute, DLR, ZSW, PIK – Ecological, Economic and Structural Comparison of Renewable Energy Technologies with Carbon Capture and Storage (RECCS), 2008 147. oldal, 12-6-os ábra 22 Az ETS szektor lehetséges csökkentési pályái 2050-ig a 2020-as cél függvényében 30,00 25,00 20%-os csökkentési pálya 20,00 30%-os csökkentési pálya 15,00 10,00 50 EUR/t feletti elhárítás 5,00 0,00 2005 2010 2015 2020 2025 2030 30%-os csökkentési pálya 50 EUR/t feletti elhárítás 2035 2040 2045 2050 20%-os csökkentési pálya 8. ábra A magyar ETS-szektor 2050-ig szóló kibocsátás-csökkentési pályái a 2020-as EU-s cél függvényében ([10] adataiból számítva), valamint az 50 €/t feletti határköltségen elhárítható kibocsátás nagysága [9] adataiból. Amikor a jövőbeli kibocsátási pálya ez alá csökken, akkor kaphatnak szerepet azok az

eszközök – így a CCS-híd forgatókönyv esetében a CCS is –, amelyek fajlagos költsége ekkora vagy nagyobb. (Az ábra a szemléletesség kedvéért jelentős egyszerűsítéseket tartalmaz. Az elhárítási potenciál például időben nem állandó, függvénye egyebek mellett a technológia fejlődésének, az inflációnak, az EUA árának, az áram és nyersanyagok árának, de még az EU-s célkitűzéseknek is. €/tonna áron számítjuk. A tárolási potenciálban a sósvizes akviferekkel azok bizonytalan, további kutatást igénylő volta miatt nem számolunk. Így csupán a kiaknázott szénhidrogénmezők és a szenes képződmények befogadóképességének várható középértékét, azaz összesen 700 millió tonnás tárolókapacitást veszünk figyelembe. megújuló energiaforrásokkal szemben, mert ez a késlekedés azt eredményezi, hogy a megújuló energiaforrások a technológia fejlődése folytán költségelőnybe kerülnek (6. ábra) Ha a CCS-Max

forgatókönyvhöz hasonlóan figyelembe vesszük a 20 megújuló energia várható fajlagos költségeit , akkor a következőket láthatjuk: Következtetések • A forgatókönyv feltevéseiből kiindulva látható, hogy a tárolókapacitás ebben az esetben sem korlátozza a CCS elterjedését, hiszen a teljes EU ETS-szektor kibocsátását közel 26 évig képes eltárolni. Így ebben a forgatókönyvben is alapvetően a CCS fajlagos költsége határozza meg a technológia térhódításának ütemét. A nagyobb, 50 eurós fajlagos költség az előrejelzési adatok (5. ábra) tükrében azt valószínűsíti, hogy a CCS technológiai opció a CCS-Max forgatókönyvhöz képest legalább 5-10 éves késéssel, 2030-2040 között kezd el piaci alapon terjedni. Ez azonban tovább rontja az esélyeit a 20 A szilárd tüzelésű erőművekkel összevetve piaci alapon fel sem merül a CCS, mint elhárítási opció, hiszen a megújuló energiaforrások a CCS lehetséges

megjelenésének idejére már jóval versenyképesebbek lesznek. Ezért csak állami dotáció mellett merülhet fel ezen erőműtípusok CCS-sel való felszerelése, amely mögött jelenleg nem sok érv látszik felsorakoztathatónak. Wuppertal Institute, DLR, ZSW, PIK – Ecological, Economic and Structural Comparison of Renewable Energy Technologies with Carbon Capture and Storage (RECCS), 2008 147. oldal, 12-6-os ábra 23 • A gázturbinás erőművek esetében itt is csak a legújabb technológiájú, új beruházások merülhetnek fel opcióként, de a CCS-max forgatókönyvhöz képest a piaci ablak minden, továbbra is jelenlévő bizonytalanság mellett is szűkül. Az égetés utáni technológiák esetében akár meg sem jelenik, míg az újabb leválasztási technológiák esetében 5-20 év közé tehető. Ez jóval rövidebb időtartam, mint az energetikai beruházások tipikus életciklusa (30-40 év), emiatt bizonytalanná, és kérdésessé teszi az esetleges

beruházás reális megvalósulását. történő, technológia központú, szektoronkénti elemzése során vizsgálta a szén-dioxidkibocsátás elkerülésének határköltségeit. Arra az érdekes – de ugyanakkor sokak által vitatott – eredményre jutott, hogy az ETS-szektorban óriási nagyságú negatív elhárítási költségű csökkentési 22 potenciál van. Ez azt jelenti, hogy ennek a potenciálnak a kihasználása nemhogy nem kerül pénzbe, hanem nettó megtakarítást eredményez. Ha ehhez hozzávesszük azt a csökkentési potenciált, amely ugyan költségmegtakarítást nem eredményez, de a költsége kisebb, mint az 50 €/t-ás CCS-technológiájáé, akkor a tanulmányban hivatkozott HUMIT modell alapján 16.75 Mt széndioxid-csökkentés valósulhat meg Ezt összevetve az EU ETS-ben használt 2005-ös referenciaadattal (26,9 Mt) azt láthatjuk, hogy az EU ETS-szektor kibocsátásainak 62%-át anélkül tudjuk elkerülni, hogy a CCS technológiához kellene

nyúlnunk. Máshogy fogalmazva e számításra alapozva az látszik, hogy amíg az EU ETS-szektor csökkentési kényszere nem éri el a 62%-ot, addig a CCS nem kap szerepet. 3.23 CCS nélküli forgatókönyv Feltevések Ebben a forgatókönyvben a CCS egyáltalán nem kap szerepet a kibocsátás-csökkentési portfólióban. A kibocsátások csökkentését a nagy potenciált jelentő energiafelhasználás csökkentéssel, és az energiafelhasználás hatékonyságának növelésével, a megmaradó energiaigények fedezetét pedig megújuló energiaforrások használatával biztosítjuk. Tulajdonképpen ebben a forgatókönyvben más szemléletet használunk: azt kell belátni az előzőek fényében, hogy CCS nélkül nem lesznek nagyobbak az össztársadalmi terhek. Összehasonlításképpen a 2020-ra kitűzött ambiciózusabb (30%-os) EU-s csökkentési cél ugyanerre a szektorra vetítve mindössze 34%-os mérséklést jelentene. Ez az előbb említett, CCS nélkül

realizálható csökkentési potenciálnak is csupán a fele. Következtetések Ebből az is következik, hogy ha 2050-ig aszimptotikus csökkentési görbével (7. ábra) közelítjük a 80%-os végső célt (felhasználva a 23 hazai adatokat ), amely során értelemszerűen feltételezzük, hogy a kisebb határköltségű elhárítások nagy volumenben és gyorsan történnek meg, szemben a nagy határköltségű, és egyre kisebb potenciálvolument jelentő intézkedésekkel, akkor a következő következtetésekre jutunk. A 30%-os EU-s cél esetén 2030 környékén, 20%-os cél esetén pedig 21 A hazai tanulmányok szerint 50 €/t fajlagos költség környékén várható, hogy hazánkban elérhetővé váljon a CCS-technológia. Az előző forgatókönyvekből kiolvasható, hogy a CCS költségének értéke alapjaiban határozza meg a piaci környezetben betöltött szerepét. Az 50 € feletti fajlagos költség esetén aligha számíthat komoly szerepre. Közelítsük meg

másik oldalról a kérdést: nézzük meg, hogy a CCS teljes elhagyása vajon milyen társadalmi költséget jelent! Az Ecofys 2010 végén készített egy tanulmányt, amely a magyarországi csökkentési potenciálok bottom-up módszerrel 22 Economic effects of a more ambitious EU carbon target in Hungary, Ecofys, GreenPeace, E3G, 2010, SPM összefoglaló 23 Hosszú távú (2050) kibocsátás-csökkentési célok Magyarország vonatkozásában, Feiler József, Prof. Ürge-Vorsatz Diana, 2010, 45-46. oldal táblázat 21 A CO2-befogással és –elhelyezéssel kapcsolatos jelenlegi nemzetközi és hazai helyzet – tanulmány (ELGI, KVVM, 2007) 12. oldal 24 Forgató- Hazai kihasználható tároló kapacitás CCS elterjedésének kezdete CCS-ablak hossza CCS + szilárd tüzelés CCS + földgáz könyvek Fajlagos költség 2020-ban CCS-Max 30 €/t 2.000 Mt 2025-2030 20-50 év marginálisan életképes életképes CCS-Híd 50 €/t 700 Mt 2030-2040 5-20 év

csak állami szubvencióval életképes marginálisan életképes CCS Nélkül 50 €/t felett - - 0 év 4. táblázat Az egyes forgatókönyvek főbb feltevéseinek és megállapításainak áttekintése 2035 után érkezünk el ahhoz a ponthoz, amikor a CCS egyáltalán reális opcióként felmerülhet. Más oldalról megközelítve: a csökkentési kényszer ezekben az években éri el azt a szintet, amikor a drágább intézkedések (egyebek mellett a CCS) is szóba jöhetnek (7. ábra) 3.3 Összefoglalás A vizsgálatunk azt mutatja, hogy bárhogyan is alakul a külső és belső környezet, a CCS legfeljebb csak ideiglenesen lesz része a hazai energetikának. A különböző megközelítések összegzéseként ez az átmeneti időszak 0-50 év hosszúságúra tehető, tehát ebben benne van egy CCS nélküli dekarbonizációs átmenet is. Az előzőekből azonban már tudjuk, hogy ebben az időszakban már egyértelmű a CCS-technológia 24 fajlagos költségének

hátránya , amely az idő előrehaladtával egyre nagyobb mértékűvé válik. A megújuló energiaforrások potenciálkorlátja – egyebek mellett diverzifikált jellegéből adódóan – jóval tágabb határok között mozoghat, mint a CCS alkalmazhatósági korlátja, amelynek magas költségeit meglehetősen merevnek tekintik a hazai szakértők, ezért a következő évtizedekben nagyságrendi áttörésre nem lehet számítani. Az elhárítási költségek nyelvére fordítva: a megújuló energiaforrások erre az időszakra már – technológiai, gazdasági és stratégiai okokból is – jóval nagyobb változáson mennek át, mint az éppen bemutatkozni készülő CCS-technológia, így az elhárítási költségek között a CCS egyre hátrább sorolódik, és a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos intézkedések veszik át az érdemi szerepet. Ez leginkább két fő tényezőnek tudható be: egyrészt világviszonylatban is magas fosszilis nyersanyagköltségre

kell számítanunk, ami az idő előre haladtával további növekedést mutat majd, másrészt a megújuló energiaforrások térhódítása és az energiahatékonysági beruházások – pusztán a költségviszonyok miatt – meghatározó tényezőknek ígérkeznek a kibocsátás-csökkentési eszközök között. Az a bizonytalan tényezők mellett is világosan látható, hogy a várhatóan viszonylag magas fajlagos költségek miatt a CCS komolyabb szerepet csak jelentős nagyságrendű állami szubvenció esetén kap. Egy ilyen stratégiai jellegű döntés esetében az a legfontosabb mérlegelendő kérdés, hogy a CCS-sel kapcsolatos támogató hozzáállás nem okoz-e hosszú távon ún. bezárási problémát: azaz a CCS-sel kapcsolatos – esetlegesen eltúlzott –bizakodás vagy a megkezdődő CCS-beruházások miatt lelassuló dekarbonizáció nem eredményezi-e azt, hogy később nagyobb erőfeszítésekre lesz szükség a 24 Wuppertal Institute, DLR, ZSW, PIK –

Ecological, Economic and Structural Comparison of Renewable Energy Technologies with Carbon Capture and Storage (RECCS), 2008 147. oldal, 12-6-os ábra 25 kibocsátások csökkentése terén, mint amilyenre a CCS nélkül lett volna. [20] Carbon Capture and Storage, Stefan Bakker, Heleen de Coninck and Heleen Groenenberg Energy research Centre of the Netherlands, 2008 4. FELHASZNÁLT IRODALOM [21] A survey on the public perception of CCS in France, MinhHa-Duong, AlainNada, AnaSof, Campos, 2007 [1]Greenpeace – False Hope – Why carbon capture and storage won’t save the climate?, 2008. május [22] Including the International Diffosion of Carbon Capture and Strorage Technologies int he Power Sectr, Wuppertal Institute, 2007 [2] IPCC WG3 – Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage, IPCC 2005 [23] CO2-Capture and geological Storage as a Climate Policy Option, Wuppertal, 2007 [3] Scottish Centre for Carbon Storage, School of Geosciences, (www.geosedacuk/ccsmap)

ÁBRAJEGYZÉK [4] IEA Carbon Capture and Storage progess and nest step (for G8 summit, 2010) 1. ábra [5] A CO2-befogással és –elhelyezéssel kapcsolatos jelenlegi nemzetközi és hazai helyzet – tanulmány (ELGI, KVVM, 2007) A németországi megújuló mix fajlagos költségei ([7] alapján), valamint a hazai széntüzelésű és gáztüzelésű erőművek várható fajlagos termelési költségeinek becsült alakulása 30 illetve 50 €/t CCS költség esetén. A hazai megújuló energiamix esetében valamelyest nagyobb értékekkel kell számolni, mert a német mixben a nyíltvízi turbinák is szerepelnek: 5. oldal [6] IPCC – Carbon Dioxide Capture and Storage: Technical Summary (2005) [7] Wuppertal Institute, DLR, ZSW, PIK – Ecological, Economic and Structural Comparison of Renewable Energy Technologies with Carbon Capture and Storage (RECCS), 2008 2. ábra [8] Monitoring Protocols and Life-Cycle Costs for Geologic Storage of Carbon Dioxide, 2004, Sally M. Benson

Lawrence Berkeley National Laboratory Berkeley, CA 94720 A CCS egyes elemeinek fajlagos költségei, a szakirodalomban fellelhető legmagasabb és legalacsonyabb értékei. Az utolsó technológiai fázisról (tárolás/monitoring) csak elvétve található adat (forrás: saját gyűjtés): 8. oldal [9] Economic effects of a more ambitious EU carbon target in Hungary, Ecofys, GreenPeace, E3G, 2010 [10] Hosszú távú (2050) kibocsátás-csökkentési célok Magyarország vonatkozásában, Feiler József, Prof. Ürge-Vorsatz Diana, 2010 3. ábra Az egyes technológiai szakaszok fajlagos költségeinek egymáshoz viszonyított aránya (forrás: saját gyűjtés). 9 oldal. [11] A szén-dioxid emisszió kereskedelem bevezetésének várható hatása a hazai villamos energia piacra, Lesi Mária, Pál Gabriella, REKK, 2005 [12] Efficiency and capture-readiness of new fossil power plants in the EU, Ecofys, 2008 4. ábra [13] McKinsey Climate Change Initiative, McKinsey & Company,

2008 A földalatti széndioxid-tárolás kockázatai. A fekete és a szürke nyilak mutatják a szén-dioxid és a metán áramlását (a felhagyott kitermelő kutakon, repedésekben, törésvonalak mentén), a fehér nyilak mutatják szén-dioxid besajtolása miatt áthelyeződő a sós víz mozgását. 12 oldal [14] Az Európai Parlament és Tanács 2009/31/EK irányelve, 2009. április 23 [15] HOW TO COMBAT GLOBAL WARMING: THE BELLONA SCENARIO, Bellona, 2008 [16] Assessing Risk in CO2 Storage projects, A.R Bowden e et al., 2004 5. ábra A legnagyobb hazai erőművek éves kibocsátási adatai (forrás: Nemzeti Kiosztási Terv 2008-2012). A CCS technológia szempontjából az e létesítmények által reprezentált kibocsátási volumen az elsődleges forrás. 18. oldal [17] The UKERC/UKCCSC Carbon capture and storage roadmap, Workshop report, UKERC, UKCCSC, 2007 [18] Helath, safety and environmental risks of underground CO2 sequestration, Kay Damen, André Faaij, Wim Turkenburg,

2003 [19] Szénbe ágyazva, avagy a szén-dioxid leválasztása és geológiai tárolása, mint klímavédelmi eszköz, Dóci Gabriella, 2010, 6. ábra Az EU ETS kibocsátási egységeinek a következő két évtizedre várható ára a rendelkezésre álló projekciók 26 TÁBLÁZATJEGYZÉK összesítésével. Forrás: Energiaklub saját gyűjtés 20 oldal. 1. táblázat 7. ábra Az egyes leválasztási technológiák legfontosabb előnyei és hátrányai. 7 oldal A németországi megújuló mix fajlagos költségei ([7] alapján), valamint a hazai széntüzelésű és gáztüzelésű erőművek várható fajlagos termelési költségeinek becsült alakulása 30 illetve 50 €/t CCS költség esetén. A hazai megújuló energiamix esetében valamelyest nagyobb értékekkel kell számolni, mert a német mixben a nyíltvízi turbinák is szerepelnek. 22 oldal 2. táblázat A CCS technológiával kapcsolatban leggyakrabban felmerülő érvek és ellenérvek csoportjai

globális, gazdasági-technológiai és stratégiai megközelítés szerint.10 oldal 8. ábra 3. táblázat A magyar ETS-szektor 2050-ig szóló kibocsátáscsökkentési pályái a 2020-as EU-s cél függvényében Néhány tipikus fajlagos költségű hazai erőmű villamosenergia-termelési önköltségének alakulása a széndioxid-elhárítási költség 30, illetve 50 eurós szintje esetén (2005-ös adatokból számítva, 270 HUF/EUR árfolyamon). 21 oldal ([10] adataiból számítva), valamint az 50 €/t feletti határköltségen elhárítható kibocsátás nagysága [9] adataiból. Amikor a jövőbeli kibocsátási pálya ez alá csökken, akkor kaphatnak szerepet azok az eszközök – így a CCS-híd forgatókönyv esetében a CCS is –, amelyek fajlagos költsége ekkora vagy nagyobb. (Az ábra a szemléletesség kedvéért jelentős egyszerűsítéseket tartalmaz. Az elhárítási potenciál például időben nem állandó, függvénye egyebek mellett a technológia

fejlődésének, az inflációnak, az EUA árának, az áram és nyersanyagok árának, de még az EUs célkitűzéseknek is. 23 oldal 4. táblázat Az egyes forgatókönyvek főbb feltevéseinek és megállapításainak áttekintése. 25 oldal 27